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西报盘点钻石特殊用途:可植入活细胞传递抗癌药

2015-03-30 11:18:21 来源:参考消息网 责任编辑:雷璟

核心提示:钻石在受到激光刺激时会闪烁出荧光,这也是它可以利用的一个优点。事实上,有瑕疵的纳米钻石可用来获取细胞或分子图像,或者运输和传递抗癌药物。

参考消息网3月30日报道 外媒称,诞生于地球深处的钻石不仅能打造成精美的首饰,还能用于量子计算机、植入细胞组织、制造先进传感器,甚至在牙膏里也能找到它。

据西班牙《趣味》月刊2月号报道,钻石的开采条件对人类来说非常不利:它们藏身160公里深的地下,在地幔之中,其间温度高达2000摄氏度,压强相当于大气压的5万-10万倍,就是在这样恶劣的环境下诞生了地球上最美丽的天然矿石——钻石。

今天科学家在实验室模拟上述环境,以制造人工钻石,它在工业上应用广泛。

要让这些珍贵的石头露出地表,需要经过数百万年的漫长历程,最终一次火山爆发把它们从地球深处带出。来自遥远宇宙的流星对钻石的形成也有影响,因为它提供了钻石生长所必需的压力和温度条件。

彗星促成纳米钻石的形成

钻石的第三个来源与进入大气层的彗星有关。彗星经过大气层时产生的高压和高温有利于存在于生物量中的碳迅速合成纳米钻石。在不远的过去、1.28万年前就出现过这种巨变:某个宇宙物体的冲击产生了大量的纳米钻石,科学家发现它们分布在美洲、非洲、欧洲和亚洲的各个地方。从事这方面研究的加利福尼亚大学地球科学系教授詹姆斯·肯尼特解释说,“这些钻石颗粒太小了,很容易被风带到地球的各个地区”。

地质学家在北半球方圆5000万平方公里的地表上发现了微小的钻石矿粒。这个发现是彗星撞击地球的又一证明,此次撞击很可能导致地球气温急剧下降、洋流变化、北美的大部分动物群消失。

肯尼特说,“没有这个事件,地球,包括人类都将是另一番景象”。专家还捡到过有大约6600万年历史的纳米钻石,那时恐龙正开始灭绝。

热导电率是铜的5倍的唯一材料

钻石是唯一能够划破玻璃的材料。然而高硬度只是这种由相连的碳原子组成的透明晶体的特性之一,它的另一个优点是热导电率很高,是铜的5倍,这在那些会导致温度升高的科学和技术领域得到了广泛应用。例如电脑、手机里的芯片,它的不同层之间用人造钻石制成的精细薄膜分开,这样就可以散热降温,避免热量积累。

工业中使用的大部分钻石是人造的,因为其机械特性优于天然钻石。珠宝制造则多使用天然钻石,尤其是那些生长在地幔中的钻石。在南部非洲、澳大利亚、印度、俄罗斯和一些拉美国家,有很多这种生长在地幔中的钻石。相反,那些因流星撞击而形成的钻石则体积很小,质量很次。

牙膏中也经常用到钻石,因为它的研磨特性可以作为牙齿清洁剂。除了在卫生和化妆品方面的应用,钻石还有纯粹的工业用途,生产重型机械、作为矿业开采和瓷器制造工具,还有建筑业、汽车、电子、光学等产业中也会用到钻石。最近几年,在电脑、量子信息、生物医药和超导体等领域,钻石也有突出表现。

而在革命性工具量子计算机中,钻石是关键因素。普通的数字计算机在0和1的二进制系统上运行,称为“比特”(bit),但量子计算机要远远更为强大,它们可以在量子比特(qubit)上运算,可以计算0和1之间的数值。研究人员发现量子信息(量子比特)可以使用钻石晶体或者纯硅存储。这个发现意味着科学家在研制量子计算机的道路上向前迈出重要一步,量子计算机将永远改变这个世界。

毫无疑问,钻石是科技明珠。钻石在受到激光刺激时会闪烁出荧光,这也是它可以利用的一个优点。事实上,有瑕疵的纳米钻石可用来获取细胞或分子图像,或者运输和传递抗癌药物。墨尔本大学研究人员阿斯玛·哈立德说,“钻石具有生物兼容性,它可以植入到活细胞中,这将有助于研究细胞的结构和过程”。

钻石传感器可以检测大型基础设施的裂缝

利用钻石还能深入探究磁场的秘密。美国和以色列研究人员已经确认,彩色钻石传感器能够有效检测出高温超导体中的磁场。科学家认为,钻石传感器可用来发现金属或者楼房和桥梁等大型基础设施中的裂缝。此外磁场检测也可应用于生物医药,它可以捕捉到每个神经细胞释放的磁场。

加利福尼亚大学伯克利分校物理学家德米特里·布德克尔指出,“钻石传感器可以在很高的温度下工作,这是它的一个优点”。

作为自然界的奇迹产物,钻石,无论它带有瑕疵或接近完美,还有很多用途等待科学家去发现,而且它有一个非同寻常且极其宝贵的特性:实验室人造钻石不会减少属于天然钻石的任何一个机械性能。无论是人造钻石还是天然钻石,显然它都不仅仅是一块美丽的石头。(编译/王露)

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    资料图片:2013年5月7日,在英国伦敦白金汉宫,女王艺术馆王室珍藏的负责人雷诺兹展示一枚17世纪的钻石图章。

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